1 电平移位电路

如图所示的电平移位电路，用于ADC的前级驱动，它将一个变化范围为-10V ~ +10V的输入信号，线性变化成0.048V ~ 4.048V的信号，以满足ADC的输入范围要求。

2 电路说明

• \(V_{REF}\)为电压基准源，能产生非常稳定精确的4.096V电压。
• 输出端的\(33Ω\)电阻和\(2.7nF\)电容,组成一阶低通滤波器，起到ADC入端抗混叠滤波器的作用
• 两个\(0.1uF\)电容为旁路电容，降低电源纹波对电路稳定性的影响，可有效降低电源端本就已经存在的噪声
• \(10uF\)电容为去耦电容，主要作用是提供储能库，当ADC转换过程中，瞬间需要较大的充电电流，该充电电流由去耦电容提供电荷形成，而不需要基准源再提供较大的输出电流，这样大大保证了基准源的稳定性

3 电路分析

• 根据叠加原理，得到运放正输入端电压\(u_{+}=V_{IN}\times \cfrac{10k(20k与20k并联)}{10k+50k}+V_{REF}\times \cfrac{\frac{100}{7}k(50k与20k并联)}{\frac{100}{7}k+20k}=\cfrac{1}{6}V_{IN}+\cfrac{5}{12}V_{REF}=\cfrac{1}{6}V_{IN}+\cfrac{5\times 2.048}{6}\)
• 该运放为同相比例运算，根据输入输出关系可得\(V_{OUT}=(1+\cfrac{10k}{50k})u_{+}=\cfrac{6}{5}(\cfrac{1}{6}V_{IN}+\cfrac{5\times 2.048}{6})=\cfrac{1}{5}V_{IN}+2.048\)
• 当\(V_{IN}= 0V\)时，\(V_{OUT}=2.048V\)；
• 当\(V_{IN}=-10V\)时，\(V_{OUT}=0.048V\)；
• 当\(V_{IN}=+10V\)时，\(V_{OUT}=4.048V\)；